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性染色体と性染色体のように挙動する菌を用いた新規なフロリゲン機能解析

使用性染色体和行为类似性染色体的细菌进行新的成花素功能分析

基本信息

批准号：
18J40290
负责人：
藤田尚子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Okayama University (2019-2020)Yokohama City University (2018)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J40290/
关键词：
雌雄異株開花性的二型ヒロハノマンテマ黒穂菌 XY 性性染色体花成

项目摘要

本研究では、XY型性染色体を持つ植物ヒロハノマンテマとY染色体のように挙動する黒穂菌を用いて、性染色体と性染色体様活性をもつ菌感染が花成誘導因子フロリゲンの制御機構に関与する可能性を検証した。花芽形成に影響する日長や温度などの環境条件を統一した人工気象器内で、播種から開花までの所要日数を雌雄別に計測したところ、オスはメスより有意に開花が遅いことがわかった。さらに、黒穂菌感染による外的要因でオス化が誘導された雌花においても開花遅延が観察されたことから、花の性表現と開花時期の連動性が示唆された。開花の制御因子としてフロリゲンをコードするFT遺伝子の発現量を測定したところ、雌雄間あるいは黒穂菌感染・非感染を比較してもFT発現量に有意差は認められなかったことから、開花性にみられる性的二型にはフロリゲン以外の原因因子が関与すると考えられた。そこで、顕微鏡下で1mm以下の花芽器官を解剖・回収し、花芽形成初期メリステムにおけるトランスクリプトーム解析を行なった。RNA-seqで得られたリードから、オス特異的に発現変動する遺伝子群を抽出し、さらに菌感染によるオス化雌花でオスと同様に発現変動する遺伝子を探索したところ、花成促進因子として知られるAGAMOUS-like 24(AGL24)のオーソログ遺伝子が見出された。AGL24はメスに比べてオスで発現量が低く、黒穂菌感染した雌花においてもオスと同様に発現低下し、AGL24発現量と開花性は連動した。さらに、花の性表現に直接的に関わるクラスB MADS遺伝子群APETALA3(AP3)がAGL24と相関して発現変動したことから、花の性表現と開花時期の連動性の原因因子はAGL24とAP3であると考えられた。

In this study, we examined the possibility of infection by bacteria, sex chromosomes, sex chromosome activity, flower induction factors, and regulatory mechanisms associated with the development of Y chromosomes in plants. The environmental conditions affecting flower bud formation are uniform, and the number of days required for sowing and flowering is measured by sex in artificial sensors. In addition, the main factors of female flower infection and female flower development were observed, and flower sexual expression and flowering period were observed. Flowering control factors and other factors related to the occurrence of FT gene were determined. Dissection, recovery and analysis of flower bud organs less than 1 mm under microscope at the initial stage of flower bud formation RNA-seq has been found to be able to detect AGAMOUS-like 24 (AGL24) gene expression in the presence of specific genes, such as gene subgroups, and gene expression in the presence of specific genes. AGL 24 was found to be lower than that of female flowers, and AGL 24 was found to be lower than that of female flowers. The relationship between flower and sexual expression is direct. APETALA 3 (AP3) is a causal factor for AGL 24 and its occurrence.